(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空容器内に設けられ、基板に成膜するためのターゲットを保持するためのターゲットホルダーと、
前記真空容器内に設けられた、前記基板を載置するための基板ホルダーと、
前記基板ホルダーを回転させるための基板ホルダー駆動機構と、
前記ターゲットホルダーと前記基板ホルダーとの間を遮蔽可能なシャッターと、
前記シャッターを支持するシャッター支持部材と、
前記シャッター支持部材を第一の方向に向けて駆動して前記シャッターを前記基板ホルダ−と前記ターゲットホルダーとの間を開放する開状態の位置へ駆動し、または前記シャッター支持部材を第二の方向に向けて駆動して前記シャッターを前記基板ホルダーと前記ターゲットホルダーとの間を遮蔽する閉状態の位置へ駆動する、開閉駆動可能なシャッター駆動機構と、
前記シャッター支持部材と前記シャッターとの間に設けられ、
前記閉状態の位置にある前記シャッターと前記基板ホルダーとを接近させることによって、前記シャッター支持部材と前記シャッターとを非係合状態にし且つ前記シャッターを前記基板ホルダーに載置することにより、前記シャッターを前記閉状態の位置に維持したまま、前記基板ホルダー駆動機構により前記シャッターが載置された前記基板ホルダーを回転自在な状態、及び、
前記閉状態の位置にある前記シャッターと前記基板ホルダーとを離間させることによって前記シャッター支持部材と前記シャッターとを係合状態にし、前記シャッターとともに前記シャッター支持部材を前記第一の方向に移動可能な状態、にすることが可能なジョイント機構と、
を備えることを特徴とするスパッタリング装置。
【請求項２】
前記基板ホルダー駆動機構は、前記閉状態の位置にある前記シャッターと前記基板ホルダーとが接近または離間する方向に前記基板ホルダーを移動可能であることを特徴とする請求項１に記載のスパッタリング装置。
【請求項３】
前記シャッター駆動機構は、前記閉状態の位置にある前記シャッターと前記基板ホルダーとが接近または離間する方向に前記シャッター支持部材を移動可能であることを特徴とする請求項１に記載のスパッタリング装置。
【請求項４】
前記ターゲットホルダーを覆うことが可能なように設置されているターゲットシャッターと、
前記ターゲットシャッターの開閉を行うターゲットシャッター駆動機構と、を更に備えることを特徴とする請求項１記載のスパッタリング装置。
【請求項５】
真空容器内に設けられ、基板に成膜するためのターゲットを保持するためのターゲットホルダーと、
前記真空容器内に設けられた、前記基板を載置するための基板ホルダーと、
前記基板ホルダーを回転させるための基板ホルダー駆動機構と、
前記ターゲットホルダーと前記基板ホルダーとを遮蔽可能なシャッターと、
前記シャッターを支持するシャッター支持部材と、
前記シャッター支持部材を第一の方向に向けて駆動して前記シャッターを前記基板ホルダ−と前記ターゲットホルダーとの間を開放する開状態の位置へ駆動し、または前記シャッター支持部材を第二の方向に向けて駆動して前記シャッターを前記基板ホルダ−と前記ターゲットホルダーとの間を遮蔽する閉状態の位置へ駆動する、開閉駆動可能なシャッター駆動機構と、
前記シャッター支持部材と前記シャッターとの間に設けられ、
前記閉状態の位置にある前記シャッターと前記基板ホルダーとを接近させることによって、前記シャッター支持部材と前記シャッターとを非係合状態にし且つ前記シャッターを前記基板ホルダーに載置することにより、前記シャッターを前記閉状態の位置に維持したまま、前記基板ホルダー駆動機構により前記シャッターが載置された前記基板ホルダーを回転自在な状態、及び、
前記閉状態の位置にある前記シャッターと前記基板ホルダーとを離間させることによって前記シャッター支持部材と前記シャッターとを係合状態にし、前記シャッターとともに前記シャッター支持部材を前記第一の方向に移動可能な状態にすることが可能なジョイント機構と、
を備える、スパッタリング装置を用いた電子デバイスの製造方法であって、
前記基板ホルダー駆動機構および前記シャッター駆動機構により、前記シャッターを前記閉状態の位置に維持したまま、前記シャッターを前記基板ホルダー上に載置させ、前記ターゲットホルダーに電力を供給して、成膜準備のためのスパッタリングを行う成膜準備工程と、
前記成膜準備工程後、前記基板ホルダー駆動機構および前記シャッター駆動機構により、前記シャッターを前記開状態の位置に移動させ、前記ターゲットホルダーに電力を供給して、前記基板ホルダーに載置された基板上にスパッタリングによる成膜を行う成膜工程と、
を有することを特徴とする電子デバイスの製造方法。
【請求項６】
前記スパッタリング装置は、前記真空容器内に設けられ、前記ターゲットホルダーを覆うことが可能なように設置されているターゲットシャッターと、
前記ターゲットシャッターの開閉を行うターゲットシャッター駆動機構と、を更に備え、
前記成膜準備工程には、
前記ターゲットシャッター駆動機構により前記ターゲットシャッターを閉じて、前記ターゲットホルダーに載置された前記ターゲットをスパッタリングして、前記ターゲットのクリーニングを行うためのターゲットクリーニング工程が含まれることを特徴とする請求項５に記載の電子デバイスの製造方法。
【請求項７】
前記成膜準備工程には、スパッタ粒子を前記真空容器の内壁に付着させるコンディショニング工程が含まれることを特徴とする請求項５に記載の電子デバイスの製造方法。
【請求項８】
前記ジョイント機構は、前記シャッターと前記基板ホルダーの相対距離により互いに係合可能な、前記シャッター支持部材が有する係合部と、前記シャッターが有するフック部とから構成され、
前記閉状態の位置にある前記シャッターと前記基板ホルダーとを接近させることによって、前記シャッター支持部材と前記シャッターとが非接触状態となって、前記係合部と前記フック部とが前記非係合状態となる、及び、
前記閉状態の位置にある前記シャッターと前記基板ホルダーとを離間させることによって、前記シャッター支持部材と前記シャッターとが接触状態となって、前記係合部と前記フック部とが前記係合状態となることを特徴とする請求項１に記載のスパッタリング装置。
【請求項９】
前記成膜準備工程は、前記非係合状態において、前記基板ホルダー駆動機構によって、前記基板ホルダーを回転させるとともに、前記基板ホルダーに載置された前記シャッターを回転させながら行なわれることを特徴とする請求項５に記載の電子デバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置や磁性記憶媒体などの製造工程において、基板に材料を堆積するために用いられるスパッタリング装置、及び電子デバイスの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
基板に薄膜を堆積させるスパッタリング装置は、真空に排気された真空容器と、真空容器内において、基板に堆積すべき材料で作られたターゲットを保持するためのターゲットホルダーと、基板を支持するための基板ホルダーとを有する。基板に薄膜を堆積させる工程において、スパッタリング装置は、真空容器内にＡｒ等のガスを導入し、さらにターゲットに高電圧を印加してプラズマを発生させる。放電プラズマ中の荷電粒子によるターゲットのスパッタ現象を利用してターゲット材料を基板ホルダーに支持された基板に付着させる。【０００３】
プラズマ中の正イオンが負の電位のターゲット材料に入射すると、ターゲット材料からターゲット材料の原子分子が弾き飛ばされる。これをスパッタ粒子と呼ぶ。このスパッタ粒子が基板に付着してターゲット材料を含む膜が形成される。スパッタリング装置では、通常、ターゲット材料と基板との間に、シャッターと呼ばれる開閉自在な遮蔽板が設けられている。【０００４】
シャッターは主に以下の３つの目的に用いられる。第一の目的として、放電が安定するまで、スパッタ粒子が飛散するのを防止するためにシャッターは用いられる。具体的には、スパッタリング装置において、プラズマは、高電圧印加と同時に生成されるものではなく、通常は電圧印加から0.1秒程度の遅延時間をもって生成されたり、あるいは電圧を印加してもプラズマが生成されなかったり、生成されても放電開始直後にはプラズマが不安定である等の現象が起きる。これらの現象により、安定した膜厚や膜質で成膜ができないという問題が生じる。この問題を回避するために、シャッターが閉じられた状態で放電を開始し、放電が安定した後にシャッターを開けて、基板へスパッタ粒子が堆積するようにする、所謂プリスパッタを実施するためにシャッターが用いられる。【０００５】
第二の目的として、シャッターは、真空容器内部のコンディショニングを行なうために用いられる。コンディショニングとは、基板へ成膜する目的ではなく、プラズマの特性安定のために行なわれる放電のことである。【０００６】
例えば、生産のための連続成膜の開始前に、真空容器内部の雰囲気を安定させるために連続成膜条件と同じ条件の放電が行なわれる。特に、導入するガスを、窒素や酸素などの反応性ガス、あるいは反応性ガスとＡｒなどの不活性ガスの混合ガスとしてターゲット材料の酸化物や窒化物を堆積する反応性スパッタ法の場合には、安定な堆積のために、真空容器内面を連続成膜で成膜するのと同じ状態にしておくことが重要である。【０００７】
しかし、スパッタ粒子は真空容器内面のみならず、基板ホルダーの基板載置面にも付着する。基板ホルダーの基板載置面にスパッタ粒子が付着すると、搬送される基板の裏面にスパッタ粒子が付着し、金属汚染の原因となる。そのため、ターゲットのスパッタ面からみて基板ホルダーの基板載置面を隠し、真空容器内面は隠さないように基板ホルダー付近に設けられたシャッターを用いて、シャッターを閉じて基板載置面には膜がつかないようにしながら、不活性ガスと反応性ガスを真空容器内に導入してから放電を行う。これにより、真空容器内面に窒化物や酸化物が付着する。あらかじめ真空容器内面に窒化物や酸化物を十分付着させてから、基板への堆積を開始することで、堆積する薄膜の膜質を安定化させることができる。【０００８】
コンディショニングはまた、生産のための連続成膜の途中で、生産条件とは異なる条件で放電する場合もある。例えば反応性スパッタ法により基板上へ応力の強い膜の堆積を連続して行なうと、真空容器内部の防着シールド等に付着した膜が剥がれてパーティクルとなる。これを防止するために、反応性ガスを導入せずに、不活性ガスのみ導入したスパッタによる金属膜の成膜が定期的に実施されることがある。例えばＴｉＮを連続成膜する場合には、定期的にＴｉ成膜のコンディショニングが行なわれる。ＴｉＮのみを連続成膜すると真空容器内部の防着シールド等に付着したＴｉＮ膜が剥がれてしまうが、定期的にＴｉ成膜のコンディショニングを行なうと、これを防止することができる。【０００９】
第三の目的として、生産のための連続成膜を行う前に、汚染又は酸化したターゲット表面を予めスパッタして、ターゲットの汚染又は酸化した部分を除去する際にシャッターは用いられる。具体的には、ターゲットを製造する際、その最終工程において旋盤等の機械加工によりターゲットの成形が行われる。このとき研削工具から発生する汚染物質がターゲット表面に付着したり、あるいはターゲットの輸送中にターゲット表面が酸化したりしてしまうため、成膜の前にターゲット表面を十分にスパッタし、清浄なターゲットの表面を露出させることが必要とされる。こうした場合、汚染又は酸化されたターゲット粒子が基板ホルダーの基板設置面に付着しないようにシャッターを閉じた状態でスパッタを行なう、所謂ターゲットクリーニングのためにシャッターが用いられる。【００１０】
特許文献１には、基板ホルダーとターゲットとの間に、シャッター板が設けられ、移動機構によって、シャッター板が移動可能に構成された技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００２−３０２７６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、上記技術のように基板ホルダーの基板載置面をシャッターで覆っても、シャッターの周囲には隙間があるため、微量なスパッタ粒子が隙間を通過して、基板ホルダーの基板載置面にスパッタ粒子が付着するという問題がある。すなわち、コンディショニングやターゲットクリーニング中に基板ホルダーの基板載置面にスパッタ粒子が付着し、これが基板裏面に付着し基板の汚染となる。また、この金属汚染された基板が次工程に輸送されるため、次工程以降の他の製造装置を汚染させるという問題もある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の従来技術の問題に鑑み、本発明は、コンディショニング、プリスパッタおよびターゲットクリーニングを目的とする放電を行う際、スパッタ粒子が基板ホルダーの基板載置面に付着するのを防止することが可能なスパッタリング装置を提供することを目的とする。【００１４】
上記の目的を達成する本発明に係るスパッタリング装置は、
真空容器内に設けられ、基板に成膜するためのターゲットを保持するためのターゲットホルダーと、
前記真空容器内に設けられた、前記基板を載置するための基板ホルダーと、
前記基板ホルダーを回転させるための基板ホルダー駆動機構と、
前記ターゲットホルダーと前記基板ホルダーとの間を遮蔽可能なシャッターと、
前記シャッターを支持するシャッター支持部材と、前記シャッター支持部材を第一の方向に向けて駆動して前記シャッターを前記基板ホルダーと前記ターゲットホルダーとの間を開放する開状態の位置へ駆動し、または前記シャッター支持部材を第二の方向に向けて駆動して前記シャッターを前記基板ホルダーと前記ターゲットホルダーとの間を遮蔽する閉状態の位置へ駆動する、開閉駆動可能なシャッター駆動機構と、
前記シャッター支持部材と前記シャッターとの間に設けられ、
前記閉状態の位置にある前記シャッターと前記基板ホルダーとを接近させることによって、前記シャッター支持部材と前記シャッターとを非係合状態にし且つ前記シャッターを前記基板ホルダーに載置することにより、前記シャッターを前記閉状態の位置に維持したまま、前記基板ホルダー駆動機構により前記シャッターが載置された前記基板ホルダーを回転自在な状態、又は、
前記閉状態の位置にある前記シャッターと前記基板ホルダーとを離間させることによって前記シャッター支持部材と前記シャッターとを係合状態にし、前記シャッターとともに前記シャッター支持部材を前記第一の方向に移動可能な状態、にすることが可能なジョイント機構と、
を備えることを特徴とする。【００１５】
あるいは、上記の目的を達成する本発明に係る電子デバイスの製造方法は、
真空容器内に設けられ、基板に成膜するためのターゲットを保持するためのターゲットホルダーと、
前記真空容器内に設けられた、前記基板を載置するための基板ホルダーと、
前記基板ホルダーを回転させるための基板ホルダー駆動機構と、
前記ターゲットホルダーと前記基板ホルダーとを遮蔽可能なシャッターと、
前記シャッターを支持するシャッター支持部材と、
前記シャッター支持部材を第一の方向に向けて駆動して前記シャッターを前記基板ホルダーと前記ターゲットホルダーとの間を開放する開状態の位置へ駆動し、または前記シャッター支持部材を第二の方向に向けて駆動して前記シャッターを前記基板ホルダーと前記ターゲットホルダーとの間を遮蔽する閉状態の位置へ駆動する、開閉駆動可能なシャッター駆動機構と、
前記シャッター支持部材と前記シャッターとの間に設けられ、
前記閉状態の位置にある前記シャッターと前記基板ホルダーとを接近させることによって、前記シャッター支持部材と前記シャッターとを非係合状態にし且つ前記シャッターを前記基板ホルダーに載置することにより、前記シャッターを前記閉状態の位置に維持したまま、前記基板ホルダー駆動機構により前記シャッターが載置された前記基板ホルダーを回転自在な状態、又は、
前記閉状態の位置にある前記シャッターと前記基板ホルダーとを離間させることによって前記シャッター支持部材と前記シャッターとを係合状態にし、前記シャッターとともに前記シャッター支持部材を前記第一の方向に移動可能な状態にすることが可能なジョイント機構と、
を備える、スパッタリング装置を用いた電子デバイスの製造方法であって、
前記基板ホルダー駆動機構および前記シャッター駆動機構により、前記シャッターを前記閉状態の位置に維持したまま、前記シャッターを前記基板ホルダー上に載置させ、前記ターゲットホルダーに電力を供給して、成膜準備のためのスパッタリングを行う成膜準備工程と、
前記成膜準備工程後、前記基板ホルダー駆動機構および前記シャッター駆動機構により、前記シャッターを前記開状態の位置に移動させ、前記ターゲットホルダーに電力を供給して、前記基板ホルダーに載置された基板上にスパッタリングによる成膜を行う成膜工程と、
を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、シャッターの周囲に出来た隙間からスパッタ粒子が回り込み、基板ホルダーの基板載置面にスパッタ粒子が付着することを防止することができる。あるいは、回り込んだスパッタ粒子で汚染された基板が次の工程に運ばれ次工程以後の他の製造装置を汚染することも防止できる。【００１７】
本発明のその他の特徴及び利点は、添付図面を参照とした以下の説明により明らかになるであろう。なお、添付図面においては、同じ若しくは同様の構成には、同じ参照番号を付す。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
添付図面は明細書に含まれ、その一部を構成し、本発明の実施の形態を示し、その記述と共に本発明の原理を説明するために用いられる。
【図１Ａ】本発明の実施形態にかかる成膜装置の概略図である。
【図１Ｂ】図１Ａで示した成膜装置を動作させるための主制御部のブロック図である。
【図１Ｃ】実施形態にかかる成膜装置の変形例を説明する図である。
【図１Ｄ】実施形態にかかる成膜装置の変形例を説明する図である。
【図２】基板ホルダー上に基板シャッターを載置した状態を説明する図である。
【図３】基板シャッターを持ち上げた状態を説明する図である。
【図４】ジョイント機構の変形例を説明する図である。
【図５】基板シャッターの変形例を説明する図である。
【図６】基板シャッターの変形例を説明する図である。
【図７】基板シャッター及び基板周辺カバーリングの変形例を説明する図である。
【図８】スパッタリング装置の変形例を説明する図である。
【図９】本発明の真空薄膜形成装置の一例であるフラッシュメモリ用積層膜形成装置の概略構成を示す図である。
【図１０】本発明のスパッタリング装置を用いて、電子デバイス製品の処理を行うフロー例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１Ａ−Ｄ、図２、及び図３を参照して、スパッタリング装置（以下、「成膜装置」ともいう）の全体構成について説明する。図１Ａは、本発明の実施形態にかかる成膜装置１の概略図である。成膜装置１は、真空容器２と、排気ポート８を通じて真空容器２内を排気するターボ分子ポンプ４８とドライポンプ４９とを有する真空排気装置と、真空容器２内へ不活性ガスを導入することのできる不活性ガス導入系１５と、反応性ガスを導入することのできる反応性ガス導入系１７と、を備えている。
【００２０】
排気ポート８は、例えば矩形断面の導管であり、真空容器２とターボ分子ポンプ４８との間を繋いでいる。排気ポート８とターボ分子ポンプ４８の間には、メンテナンスを行うときに、成膜装置１とターボ分子ポンプ４８との間を遮断するためのメインバルブ４７が設けられている。
【００２１】
不活性ガス導入系１５には、不活性ガスを供給するための不活性ガス供給装置（ガスボンベ）１６が接続されている。不活性ガス導入系１５は、不活性ガスを導入するための配管と、不活性ガスの流量を制御するためのマスフローコントローラー、ガスの供給を遮断したり開始したりするためのバルブ類と、そして必要に応じて減圧弁やフィルターなどから構成されており、制御装置により指定されるガス流量を安定して流すことができる構成となっている。不活性ガスは、不活性ガス供給装置１６から供給され不活性ガス導入系１５で流量制御されたのち、後述のターゲット４の近傍に導入されるようになっている。
【００２２】
反応性ガス導入系１７には反応性ガスを供給するための反応性ガス供給装置（ガスボンベ）１８が接続されている。反応性ガス導入系１７は、反応性ガスを導入するための配管と、不活性ガスの流量を制御するためのマスフローコントローラー、ガスの流れを遮断したり開始したりするためのバルブ類と、そして必要に応じて減圧弁やフィルターなどから構成されており、制御装置により指定されるガス流量を安定に流すことができる構成となっている。
【００２３】
反応性ガスは、反応性ガス供給装置１８から供給され反応性ガス導入系１７で流量制御されたのち、後述の基板１０を保持する基板ホルダー７の近傍に導入されるようになっている。不活性ガスと反応性ガスとは、真空容器２に導入されたのち、スパッタ粒子を発生させ、あるいは膜を形成するために使用されたのち、排気ポート８を通過してターボ分子ポンプ４８とドライポンプ４９とによって排気される。
【００２４】
真空容器２内には、被スパッタ面が露出しているターゲット４をバックプレート５を介して保持するターゲットホルダー６が設けられている。また、真空容器２内には、ターゲット４から放出されたスパッタ粒子が到達する所定の位置に基板１０を保持する基板ホルダー７が設けられている。また、真空容器２には、真空容器２の圧力を測定するための圧力計４１が設けられている。真空容器２の内面は接地されている。ターゲットホルダー６と基板ホルダー７との間の真空容器２の内面には接地された筒状のシールド４０（防着シールド部材）が設けられており、シールド４０（防着シールド部材）は、スパッタ粒子が真空容器２の内面に直接付着するのを防止している。
【００２５】
スパッタ面から見たターゲット４の背後には、マグネトロンスパッタリングを実現するためのマグネット１３が配設されている。マグネット１３は、マグネットホルダー３に保持され、図示しないマグネットホルダー回転機構により回転可能となっている。ターゲットのエロージョンを均一にするため、放電中には、このマグネット１３は回転している。
【００２６】
ターゲット４は、基板１０に対して斜め上方に配置された位置（オフセット位置）に設置されている。すなわち、ターゲット４のスパッタ面の中心点は、基板１０の中心点の法線に対して所定の寸法ずれた位置にある。本明細書では「斜めスパッタ」と呼称する。ターゲットホルダー６には、スパッタ放電用電力を印加する電源１２が接続されている。図１Ａに示す成膜装置１は、ＤＣ電源を備えているが、これに限定されるものではなく、例えば、ＲＦ電源を備えていてもよい。ＲＦ電源を用いた場合には電源１２とターゲットホルダー６との間に整合器を設置する必要がある。
【００２７】
ターゲットホルダー６は、絶縁体３４により真空容器２から絶縁されており、またＣｕ等の金属製（導電性部材）であるのでＤＣ又はＲＦの電力が印加された場合には電極となる。ターゲット４は、周知のとおり、基板１０へ成膜したい材料成分から構成される。膜の純度に関係するため、高純度のものが望ましい。ターゲット４とターゲットホルダー６の間に設置されているバックプレート５は、Ｃｕ等の金属から出来ており、ターゲット４を保持している。
【００２８】
ターゲットホルダー６の近傍には、ターゲットシャッター１４がターゲットホルダー６を覆うことが可能なように設置されている。ターゲットシャッター１４は、それぞれのシャッター部材を独立して開閉することが可能な回転シャッターの構造を有している。ターゲットシャッター１４は、基板ホルダー７とターゲットホルダー６との間を遮蔽する閉状態、または基板ホルダー７とターゲットホルダー６との間を開放する開状態にするための遮蔽部材として機能する。また、ターゲットシャッター駆動機構３３は、ターゲットシャッター１４の開閉を行う。
【００２９】
基板ホルダー７には、基板ホルダー７を上下動したり、所定の速度で回転したりするための基板ホルダー駆動機構３１が設けられている。基板ホルダー駆動機構３１は、基板ホルダー７を、閉状態の基板シャッター１９（第１の遮蔽部材）に向けて上昇させ、または基板シャッター１９に対して降下させるために、基板ホルダー７を上下動させることが可能である。
【００３０】
基板１０の近傍で、基板ホルダー７とターゲットホルダー６との間には、周縁部１９ａを備えた椀状の基板シャッター１９が配置されている。基板シャッター１９は、基板シャッター１９の周縁の突起部１９ａを下側（基板ホルダー７に面する側）に向けて、基板シャッター支持部材２０により基板１０の表面を覆うように支持されている。基板シャッター駆動機構３２が基板シャッター支持部材２０を回転させることにより、基板１０の表面上方の位置において、ターゲット４と基板１０との間に基板シャッター１９が挿入され、基板ホルダー７上に載置される（閉状態）。基板シャッター１９がターゲット４と基板１０との間に挿入され、基板ホルダー７上に基板シャッター１９が載置されることによりターゲット４と基板１０との間は遮蔽される。また、基板シャッター駆動機構３２の動作によりターゲットホルダー６（ターゲット４）と基板ホルダー７（基板１０）との間から基板シャッター１９が退避すると、ターゲットホルダー６（ターゲット４）と基板ホルダー７（基板１０）との間は開放される（開状態）。基板シャッター駆動機構３２は、基板ホルダー７とターゲットホルダー６との間を遮蔽する閉状態、または基板ホルダー７とターゲットホルダー６との間を開放する開状態にするために、基板シャッター１９を開閉駆動する。
【００３１】
基板シャッター１９は排気ポート８の中に退避可能に構成されている。図１Ａに示すように基板シャッター１９の退避場所が高真空排気用のターボ分子ポンプ４８までの排気経路の導管に納まるようにすれば、装置面積を小さく出来て好適である。
【００３２】
基板シャッター１９はステンレスやアルミニウム合金により構成させている。また、耐熱性が求められる場合はチタンあるいはチタン合金で構成されることもある。基板シャッター１９の表面は、少なくともターゲット４に向いた面には、サンドブラスト等によりブラスト加工され表面に微小な凸凹が設けられている。こうすることで、基板シャッター１９に付着した膜が剥離しにくくなっており、剥離により発生するパーティクルを低減させることができる。なお、ブラスト加工の他に、金属溶射処理等で金属薄膜を基板シャッター１９の表面に作成しても良い。この場合、溶射処理はブラスト加工のみよりも高価だが、基板シャッター１９を取り外して付着した膜を剥離するメンテナンス時、溶射膜ごと付着膜を剥離すれば良いという利点がある。また、スパッタされた膜の応力が溶射薄膜により緩和され、膜の剥離を防止する効果もある。
【００３３】
図１Ａに示す成膜装置１の構成では、基板シャッター１９を基板ホルダー７上に載置して、閉状態にする構成例を示したが、本発明の趣旨は、この例に限定されず、図１Ｃ、図１Ｄに示すような構成も可能である。
【００３４】
例えば、基板ホルダー７の面上で、かつ基板１０の載置部分の外縁側（外周部）には、リング形状を有する第２の遮蔽部材（以下、「基板周辺カバーリング２１」ともいう）を設け、基板周辺カバーリング２１に基板シャッター１９を載置することも可能である（図１Ｃ）。図１Ｃに示す構成では、ターゲット４と基板１０との間に基板シャッター１９が挿入され、基板周辺カバーリング２１上に載置されることにより、閉状態が構成される。基板周辺カバーリング２１は、基板ホルダー７上に載置された基板１０の成膜面以外の場所へスパッタ粒子が付着することを防止することが可能である。ここで、成膜面以外の場所とは、基板周辺カバーリング２１によって覆われる基板ホルダー７の表面のほかに、基板１０の側面や裏面が含まれる。更に、基板周辺カバーリング２１には、円周状の突起部２１ａ（図１Ｄ、図２）を設けることも可能である。
【００３５】
尚、以下の説明や、基板シャッターの変形例の説明図（図４、図５、図６、図８）では、説明の重複を避けるため、図１Ｄの構成をベースとして説明しているが、本発明の趣旨は、この例に限定されるものはなく、図１Ａ、図Ｃの構成に対して、基板シャッターの変形例を適用することも可能である。
【００３６】
次に、図２及び図３を参照して、本発明の特徴部分である基板シャッター１９の詳細な構成を説明する。図２は、基板ホルダー７上に基板シャッター１９を載置した状態を説明する図である。図２に示す状態は、ターゲットホルダー６と基板ホルダー７との間に基板シャッター１９が配置され、基板ホルダー７とターゲットホルダー６の間を遮蔽する閉状態のうち、基板シャッター１９の突起状の周縁部１９ａと基板周辺カバーリング２１が接触した接触状態を示している。図２の状態は、基板への成膜処理前に行うコンディショニング工程（チャンバーの内壁にスパッタ粒子を付着させる工程）において、基板ホルダー７の基板載置面へのスパッタ粒子の付着を防止するという点で優れている。図３は、基板シャッター１９を基板ホルダー７の上方に上昇させた状態を説明する図である。図３に示す状態は、ターゲットホルダー６と基板ホルダー７との間に基板シャッター１９が配置され、基板ホルダー７とターゲットホルダー６の間を遮蔽する閉状態のうち、基板シャッター１９の突起状の周縁部１９ａと基板周辺カバーリング２１が接触しない非接触状態の待機位置を示している。
【００３７】
図２に示すように、基板シャッター１９は、突起状の周縁部１９ａを備えた椀形状であり、周縁部１９ａを基板周辺カバーリング２１に載置させることで、基板１０全体を覆っている。基板シャッター１９の外側底面の中央には、基板シャッター１９と連結された支柱２３ａと、支柱２３ａと連結された板状部材２３ｂと、からなるフック部２３が設けられている。一方、基板シャッター１９を支持する基板シャッター支持機構２０の先端には、フック部２３と係合される中空の箱状の係合部２２が設けられている。係合部２２の底部には、フック部２３の支柱２３ａを貫通するための貫通穴２２ａが形成されている。図２に示す状態では、フック部２３の板状部材２３ｂが、係合部２２と切り離され、非接触な状態になる。この状態で、基板シャッター１９は基板ホルダー７と共に回転自在な状態になる。基板ホルダー７が基板ホルダー駆動機構３１により回転する場合でも、係合部２２によって拘束されることなく、基板ホルダー７上に載置された基板シャッター１９は基板ホルダー７とともに回転可能になっている。なお、本実施形態においては、「ジョイント機構」は、係合部２２とフック部２３とから構成される。
【００３８】
次に、図３に示すように、基板シャッター支持機構２０の駆動により、基板シャッター１９を基板ホルダー７の上方に上昇させると、フック部２３の板状部材２３ｂと係合部２２の底部とが接触（結合）した状態になる。この結合状態において、基板シャッター１９は、係合部２２とフック部２３とから構成されるジョイント機構を介して、基板シャッター支持機構２０により持ち上げられ基板シャッター１９は基板ホルダー７から離される。なお、本実施形態にかかるジョイント機構は、板状部材２３ｂが、中空の箱状の係合部２２に囲われているため、図２のような回転可能な状態と図３のような係合状態とを繰り返しても、板状部材２３ｂと係合部２２の底部との接触による発塵などの問題を起こすことが少ないという特徴を有する。なお、ここでは基板シャッター支持機構２０の駆動により、基板シャッター１９を基板ホルダー７の上方に上昇させる方式を説明したが、基板ホルダー駆動機構３１により基板ホルダー７を基板シャッター１９の下方に下降させる方式でもよく、同様の特徴を有する。
【００３９】
図１Ｂは、図１Ａ、図１Ｃ、図１Ｄで示した成膜装置１を動作させるための主制御部１００のブロック図である。主制御部１００は、スパッタ放電用電力を印加する電源１２、不活性ガス導入系１５、反応性ガス導入系１７、基板ホルダー駆動機構３１、基板シャッター駆動機構３２、ターゲットシャッター駆動機構３３、圧力計４１、及びゲートバルブ４２とそれぞれ電気的に接続されており、後述する成膜装置１の動作を管理し、制御できるように構成されている。
【００４０】
なお、主制御部１００に具備された記憶装置６３には、本発明に係るコンディショニング、およびプリスパッタを伴う基板への成膜方法等を実行する制御プログラムが格納されている。例えば、制御プログラムは、マスクＲＯＭとして実装される。あるいは、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）などにより構成される記憶装置６３に、外部の記録媒体やネットワークを介して制御プログラムをインストールすることも可能である。
【００４１】
次に、本発明の実施形態に係る成膜装置１を用いた成膜方法の手順を説明する。
【００４２】
（コンディショニング時の動作）
コンディショニング時における成膜装置１の動作を説明する。なお、ここでコンディショニング処理とは、基板への成膜に影響しないように、基板シャッター１９を閉じた状態で、成膜特性を安定させるために放電を行い、連続成膜での成膜と同じ状態のスパッタ粒子をチャンバーの内壁等に付着させる処理をいう。
【００４３】
まず、主制御部１００は、基板シャッター駆動機構３２に基板シャッター１９を閉鎖するように指示する。次に、主制御部１００は、ターゲットシャッター駆動機構３３にターゲットシャッター１４（第３の遮蔽部材）を閉鎖するように指示する。主制御部１００の指示により、ターゲットシャッター１４と、基板シャッター１９と、が閉じた状態になる。この状態で、基板ホルダー７は、待機位置である位置Ｂ（図３）に配置しておく。
【００４４】
続いて、主制御部１００は、基板ホルダー駆動機構３１に上昇動作を実行するように指示することにより、基板ホルダー７は待機位置である位置Ｂ（図３）から基板シャッター１９が基板ホルダー７上に載置され、かつフック部２３の板状部材２３ｂと係合部２２とが非接触となる位置（位置Ａ（図２））へ上昇移動する（シャッター閉工程）。
【００４５】
次に、主制御部１００は、図１Ａ、図１Ｃ、図１Ｄに示すように、ターゲットシャッター１４を閉じた状態で、ターゲット４付近の不活性ガス導入系１５から、不活性ガス（例えば、Ａｒの他Ｎｅ、Ｋｒ、Ｘｅ）を導入するように、不活性ガス導入系１５を制御する制御装置に指示する。この際、ターゲット４付近へ不活性ガスを導入することで、ターゲット４付近の圧力は基板１０付近と比較して高くなるため、放電し易い状態になっている。この状態で、電源１２よりターゲット４へ電力を印加し、放電を開始する。この際、基板シャッター１９は、基板周辺カバーリング２１（基板ホルダー７）上に載置されているので、基板ホルダー７の基板載置面へスパッタ粒子が付着するのを防止することができる。
【００４６】
次に、主制御部１００は、ターゲットシャッター駆動機構３３を駆動させ、ターゲットシャッター１４を開くように指示する。これにより、チャンバーの内壁へのコンディショニングが開始される。ターゲット４から飛び出したスパッタ粒子がチャンバーの内壁に付着して膜が堆積される。なお、内壁にシールド４０が設けられている場合には、シールド４０の表面にスパッタ粒子が付着して膜が堆積される。ただし基板シャッター１９は基板周辺カバーリング２１上に載置されているので、基板ホルダー７の基板載置面にスパッタ粒子が廻り込むのを防止することができる。この状態で、チャンバーの内壁又はシールド４０等の構成部材に膜を形成する、いわゆるコンディショニングが実行される。このようにしてコンディショニングを実行することで、シャッター開放時におけるスパッタ粒子と反応性ガスの反応を安定させることができる。なお、反応性スパッタ放電によるコンディショニングを行いたいときは、このとき反応性ガス導入系１７から基板付近へ反応性ガスを導入する。また、ホルダー駆動機構３１により基板ホルダー７を回転させた場合、基板シャッター１９は基板周辺カバーリング２１上に載置されているので、基板ホルダー７と合わせて基板シャッター１９も回転する。この回転によって斜めスパッタによって基板シャッター１９や基板ホルダー７に付着する膜の偏りを、均一にすることができるので、回転させない場合と比較してメンテナンスサイクルを延ばすことができるため、好適である。
【００４７】
所定時間放電したのち、主制御部１００は、電源１２に対して電力の印加を停止させることで、放電を停止する。このとき、シールド４０、ターゲットシャッター１４、基板シャッター１９、その他のターゲットに面していた面には、堆積膜が堆積された状態になっている。
【００４８】
次に、主制御部１００は、不活性ガス導入系１５を制御する制御装置に対して、不活性ガスの供給を停止するように指示する。主制御部１００は、反応性ガスを供給しているときは反応性ガスの供給も停止するように反応性ガス導入系１７に指示する。その後、主制御部１００は、ターゲットシャッター１４（回転シャッター）を閉鎖するようにターゲットシャッター駆動機構３３に指示する。
【００４９】
主制御部１００は、基板ホルダー７を位置Ａ（図２）から位置Ｂ（図３）の状態に移動するように基板ホルダー駆動機構３１に指示し、コンディショニングが完了する。
【００５０】
以上の手順により、基板ホルダー７の基板載置面へのスパッタ粒子の廻り込みを防止して、コンディショニングを行なうことができる。また、このコンディショニング工程後、基板シャッター駆動機構３２により、基板シャッター１９を開放して、スパッタリング成膜工程を実施する。
【００５１】
なお、成膜以前にターゲットに付着した不純物や酸化物を除去する、ターゲットクリーニング時の動作は、上述したコンディショニング時の動作と同様の手順により実行することができる。ただしターゲットクリーニング時には、放電開始後にターゲットシャッター１４を閉じた状態のままで行なうこともできる。この場合には、成膜以前にターゲットに付着した不純物や酸化物によってシールド４０の内面が汚染されることを防止することができる。また、ターゲットシャッター１４を開けてさらにターゲットクリーニングを行なうこともできる。この場合、ターゲットシャッター１４の交換周期を延ばす、つまりメンテナンスサイクルを長く出来るという効果がある。ターゲットクリーニングによりターゲット表面から放出される不純物や汚染物はクリーニングの初期に多く、また、その後の成膜の安定性の為には若干過剰にターゲットクリーニングを行なうことが多い。ターゲットシャッター１４を閉じたままで長時間のターゲットクリーニングを行なうと、ターゲットシャッター１４を閉じた場合にターゲットと対向するターゲットシャッター１４の表面に、堆積物が多く堆積することになりパーティクル発生の原因となる。従ってターゲットシャッター１４の交換周期を短くすることにつながる。従ってシールド４０の汚染がそれほど問題にならない場合には、ターゲットシャッター１４を開けてターゲットクリーニングを行なっても構わない。また、ターゲットシャッター１４を閉じた状態でターゲットクリーニングを行なった後、ターゲットシャッター１４を開けてさらにターゲットクリーニングを続行することもできる。
【００５２】
なお、以上の手順では、基板ホルダー駆動機構３１の駆動により、基板ホルダー７を上下動させることにより、基板シャッター１９と基板ホルダー７の相対位置を位置Ａ（図２）又は位置Ｂ（図３）の状態にした。本発明の趣旨はこの例に限られず、例えば、基板シャッター駆動機構３２の駆動により、基板シャッター１９を上下動させることにより、基板シャッター１９と基板ホルダー７の相対位置を位置Ａ（図２）又は位置Ｂ（図３）の状態にすることもできる。
【００５３】
（プリスパッタ動作および基板への成膜）
次に、プリスパッタ動作および基板上への成膜を行う場合の成膜装置１の動作を説明する。基板それぞれの成膜はすべて、プリスパッタを行なってから、基板１０上への成膜を行なう。ここで、プリスパッタとは、基板への成膜に影響しないように、基板シャッター１９とターゲットシャッター１４とが閉じた状態で、放電を安定させるために行なうスパッタのことをいう。
【００５４】
まず、主制御部１００は、基板シャッター駆動機構３２に基板シャッター１９を閉鎖する（位置Ａ（図２）の状態にする）ように指示する。次に、主制御部１００は、ターゲットシャッター駆動機構３３にターゲットシャッター１４（回転シャッター）を閉鎖するように指示する。これにより、ターゲットシャッター１４（回転シャッター）と、基板シャッター１９と、が閉じた状態になる。この状態で、基板ホルダー７は、待機位置である位置Ｂ（図３）に配置しておく。
【００５５】
次に、主制御部１００は、チャンバー壁のゲートバルブ４２を開放し、このゲートバルブ４２から、チャンバー外の基板搬送機構（不図示）によって基板１０を搬入するように指示する。そして基板シャッター１９と基板周辺カバーリング２１との間から基板１０を搬入し、さらにチャンバー外の基板搬送機構と基板ホルダー７内のリフト機構（不図示）との協働により、基板ホルダー７の基板載置面へ基板１０を載置する。
【００５６】
主制御部１００は、ゲートバルブ４２を閉め、基板ホルダー駆動機構３１によって基板ホルダー７を位置Ｂ（図３）から位置Ａ（図２）の状態に移動させる。
【００５７】
続いて、主制御部１００は、基板ホルダー駆動機構３１を駆動することにより、基板ホルダー７を回転させるとともに、基板ホルダー７上に載置された基板シャッター１９も同時に回転させる。ターゲット付近に設けられた不活性ガス導入系１５から、不活性ガス（例えば、Ａｒの他Ｎｅ、Ｋｒ、Ｘｅ）を導入する。主制御部１００は、ターゲットへ電源１２より電力を印加し、放電を開始する。このように、基板シャッター１９を基板ホルダー７上に載置した状態で、スパッタを開始することにより、基板１０へスパッタ粒子が付着するのを防止することができる。
【００５８】
放電を安定させる所定時間（３〜１５秒間）の放電安定時間のあと、主制御部１００は、ターゲットシャッター１４を開き、プリスパッタを開始する。なお、このとき放電が開始しないなど異常が発生した場合には、主制御部１００は、放電電圧電流の監視により、それを検知し、成膜シーケンスを停止することができる。問題が無いときには前述の通りターゲットシャッター１４が開かれるので、スパッタ粒子がチャンバーの内壁に付着して膜が堆積される。反応性スパッタによる成膜を行なう場合には、このとき基板付近の反応性ガス導入系１７から反応性ガスを導入する。内壁のシールド４０のシールド表面にスパッタ粒子が付着して膜が堆積される。
【００５９】
必要な時間だけプリスパッタを行なった後、主制御部１００は、基板ホルダー駆動機構３１により基板ホルダー７を位置Ａ（図２）から位置Ｂ（図３）の状態に移動させ、基板シャッター駆動機構３２により基板シャッター１９を開けて、基板１０への成膜を開始する。
【００６０】
所定の時間放電したのち、主制御部１００は、電力の印加を止めることで、放電を停止するとともに、不活性ガスの供給を停止する。さらに主制御部１００は、反応性ガスを供給しているときは反応性ガスの供給も停止する。チャンバーの図示しないゲートバルブを開け、搬入時と逆順序で基板を搬出して、プリスパッタおよび基板への成膜処理を完了する。
【００６１】
以上の手順により、シャッター機構を動作させることにより、基板へのスパッタ粒子の侵入を防ぎ、高品質の成膜を形成することが可能になる。また、基板シャッター１９開動作の時には、基板はあらかじめ回転させているので、基板シャッター１９を開いたと同時に面内均一性に優れた膜が成膜可能であり、スループットを向上することもできる。
【００６２】
本実施形態にかかるスパッタリング装置に拠れば、コンディショニング、プリスパッタおよびターゲットクリーニングを目的とする放電を行なう際、スパッタ粒子が基板ホルダーの基板載置面に付着するのを防止するスパッタリング装置を提供することが可能になる。
【００６３】
（変形例１）
図４に示すように変形例１におけるジョイント機構は、ベアリング（軸２４ａと軸受２４ｂ）から構成される。具体的には、磁性流体を使った軸受を使えば、流体を使用した分、摩擦を防止でき、パーティクルの発生を抑制することができる。
【００６４】
（変形例２）
図５に示すように、変形例２における基板シャッター２５の外周部には、シャッター２５の上壁部２５ｂから下端部２５ｃにかけて、切り欠き部２５ａが形成されている。切り欠き部２５ａは基板シャッター２５の全周にわたって形成されていることが望ましい。このように基板周辺カバーリング２１とシャッター２５の接触面積を少なくすることにより、基板１０への成膜時に基板周辺カバーリング２１上に堆積された膜が剥がれるのを抑制することができる。
【００６５】
また、切り欠き部２５ａにより基板周辺カバーリング２１と基板シャッター２５が接触した状態における両者の境界部分がターゲット４から見て影になるため、コンディショニング放電時に境界部分への成膜が少なくなるので、基板周辺カバーリング２１と基板シャッター２５の接触が解除される時の境界部分からのパーティクルの発生を抑制することができる。このような形状にすることにより、以上のような２つの効果の相乗により、よりパーティクルの発生を抑制することができる。
【００６６】
（変形例３）
図６に示すように、変形例３における基板シャッター２６の外周部２６ａには、基板周辺カバーリング２１との間で隙間が形成されるように切り欠き部２６ｂが形成されている。つまり、基板周辺カバーリング２１と基板シャッター２６との接触面積を小さくすると共に、接触部分を基板シャッター２６の外周部２６ａで覆うことでスパッタ粒子が接触部分に到達しにくくしている。
【００６７】
基板シャッターの形状を図６に示すような形状にすることにより、基板シャッター２６と基板周辺カバーリング２１との接触部分に、膜が付着するのを防止することができ、シャッター２６の開放時における、膜の剥がれの問題を抑制することができる。
【００６８】
（変形例４）
上述したような椀形状の基板シャッターに限定されず、図７に示すように、板状体の基板シャッター２７を用いることもできる。この場合、基板シャッターの底面部と接触する基板周辺カバーリング２１の接触面を基板の表面より高くなるように構成することが必要である。
【００６９】
（変形例５）
図８に示すスパッタリング装置は、図１Ｄに示した成膜装置１と異なり、ターゲット４が基板１０と静止対向して配置されている構成を有するものである。変形例５に係る成膜装置８１は、図１Ｄに示した成膜装置１と基本的には同様な構成であり、同一の構成部材には同一の参照番号を付して、その詳細な説明を省略する。変形例５に係る成膜装置８１に対して、上述の変形例２乃至４のいずれか１つの構成を適用することが可能であり、その変形例により得られる効果を、変形例５において実現することが可能である。
【００７０】
図９は、本発明の実施形態に係る真空薄膜形成装置の一例として、フラッシュメモリ用積層膜形成処理装置（以下、単に「積層膜形成装置」ともいう）の概略構成を示す図である。図９に示す積層膜形成装置は、真空搬送ロボット９１２を内部に備えた真空搬送室９１０を備えている。真空搬送室９１０には、ロードロック室９１１、基板加熱室９１３、第１のＰＶＤ（スパッタリング）室９１４、第２のＰＶＤ（スパッタリング）室９１５、基板冷却室９１７がそれぞれゲートバルブを介して連結されている。第１のＰＶＤ（スパッタリング）室９１４及び第２のＰＶＤ（スパッタリング）室９１５は、図１Ａ、図１Ｃ、図１Ｄに示した成膜装置１のいずれかを採用することができる。
【００７１】
次に、図９に示した積層膜形成装置の動作について説明する。まず、被処理基板を真空搬送室９１０に搬出入するためのロードロック室９１１に被処理基板（シリコンウエハ）をセットし、圧力が１×１０−４Ｐａ以下に達するまで真空排気する。その後、真空搬送ロボット９１２を用いて、真空度が１×１０−６Ｐａ以下に維持された真空搬送室９１０内に被処理基板を搬入し、所望の真空処理室に搬送する。
【００７２】
本実施形態においては、初めに基板加熱室９１３に被処理基板を搬送して４００℃まで加熱し、次に第１のＰＶＤ（スパッタリング）室９１４に搬送して被処理基板上にＡｌ２Ｏ３薄膜を１５ｎｍの厚さに成膜する。次いで、第２のＰＶＤ（スパッタリング）室９１５に被処理基板を搬送して、その上にＴｉＮ膜を２０ｎｍの厚さに成膜する。最後に、被処理基板を基板冷却室９１７内に搬送して、室温になるまで被処理基板を冷却する。全ての処理が終了した後、ロードロック室９１１に被処理基板を戻し、大気圧になるまで乾燥窒素ガスを導入した後に、ロードロック室９１１から被処理基板を取り出す。本実施形態に係る積層膜形成装置では、真空処理室の真空度は１×１０−６Ｐａ以下とした。本実施形態では、Ａｌ２Ｏ３膜とＴｉＮ膜の成膜にマグネトロンスパッタリング法を用いている。
【００７３】
図１０は、本発明の実施形態に係る成膜装置１を用いて、電子デバイス製品の処理を行うフローを例示的に説明する図である。
【００７４】
ステップＳ１において、ターゲットおよびシールド交換後、真空容器２の内部は排気され、所定の圧力に制御される。所定の圧力になったところで、ステップＳ２において、ステップＳ５で実行される成膜処理の準備のためのスパッタリングによるターゲットクリーニングが実行される。ターゲットクリーニングは、前述の通り、基板シャッター１９を基板周辺カバーリング２１の上に載置して行う。こうすることで、基板ホルダー７の基板設置面へスパッタ粒子が付着することを防止できる。なお、ターゲットクリーニングを実行するとき、基板ホルダー７に基板１０を設置した状態で実行しても良い。
【００７５】
ステップＳ３において、ステップＳ４以降の処理を実行するために、所定の時間が経過するまで待機する（待機時間経過待ち）。電子デバイスの製造では、例えば、製品の待ち時間等により、ターゲットクリーニング後、直ぐに成膜処理が開始出来る事は少なく、多くの場合、ステップＳ３のように待機時間が必要とされる。
【００７６】
次にステップＳ４において、ステップＳ５で実行される成膜処理の準備のためのスパッタリングによるコンディショニングを実行する。コンディショニング処理とは、基板への成膜に影響しないように、基板シャッター１９を閉じた状態で、成膜特性を安定させるために放電を行い、連続成膜での成膜時と同じ状態のスパッタ粒子をチャンバーの内壁等に付着させる処理をいう。
【００７７】
ステップＳ５において、ステップＳ４のコンディショニングの後、基板シャッター１９を開状態にし、ターゲット４に電力を供給することにより、基板１０への成膜処理が開始される。この際、連続して処理される製品の数は1枚から数百枚まで様々であるが、この連続処理の後、待機時間が発生することがある。
【００７８】
待機時間が発生した場合、再度ステップＳ４のコンディショニングを実施する。このコンディショニングにより、シールド内面に付着したＴｉＮなどの高応力な膜のさらに上面を、Ｔｉなどの低応力の膜で覆うことが出来る。ＴｉＮが連続的にシールドに付着していくと、ＴｉＮ膜の応力が高く、且つ、シールドとの密着性が弱いため膜ハガレが発生してパーティクルとなる。このために、膜ハガレを防止することを目的として、Ｔｉスパッタを行なう。
【００７９】
Ｔｉ膜はシールドや、ＴｉＮ膜との密着性が高くＴｉＮ膜のハガレ防止の効果（壁塗り効果）がある。この場合シールド全体にスパッタするために、基板シャッターを用いて行うのが効果的である。本発明の実施形態に係るスパッタ装置１によれば、基板シャッターと基板周辺カバーリングに隙間を設けていない構造のため、基板ホルダーの基板設置面にスパッタ膜が堆積することなくコンディショニングを行うことが出来る。そして、このコンディショニングの後、成膜処理を行なう。
【００８０】
以上のように、待機時間後にコンディショニングを行い、その後、製品処理の手順をターゲット寿命まで繰り返す。その後は、メンテナンスとなり、シールドおよびターゲットを交換した後、初期のターゲットクリーニングから繰り返すことになる。
【００８１】
以上の手順により、シールドに付着した膜の剥離を防止し、さらに基板ホルダー７の基板設置面にスパッタ粒子を付着させることなく、電子デバイスを製造することが出来る。本実施形態ではターゲット寿命をもってメンテナンスを行う例を示したが、コンディショニングを行っても膜のシールドからの剥離が防止できず、ターゲットの寿命前にメンテナンスを行うこともある。この場合、ターゲットの交換を行わずにシールドだけを交換することになる。また、本実施形態では、待機時間が発生する毎にコンディショニングを開始したが、コンディショニングの開始条件は本実施形態に限られない。
【００８２】
下記の実施例を参照して、基板シャッター形状に応じた、効果の相違を説明する。
【００８３】
（実施例１）
ＴｉＮ成膜時、定期的にチャンバー壁にＴｉを成膜することでチャンバー壁のＴｉＮの剥がれを防止するために本発明に係る成膜装置を適用した実施例を説明する。成膜装置は上述の実施形態で説明した装置（図１Ａ、図１Ｃ、図１Ｄ）を使用している。ターゲット４は、Ｔｉを用いている。基板シャッター１９の形状は、図２に示すものを使用している。
【００８４】
ＴｉＮ成膜前のコンディショニング放電（ロットプリスパッタ）は、後述のＴｉＮ成膜条件で１２００秒間、行った後、３００ｍｍ直径のＳｉ基板上にＳｉＯ２（１．５ｎｍ）／ＨｆＳｉＯ（１．５ｎｍ）の積層膜が形成されたウェハーを成膜装置１の基板ホルダー７に載置し、厚み７ｎｍのＴｉＮ成膜を行なった。
【００８５】
その時のＴｉＮ成膜条件は、以下のとおりである。
【００８６】
不活性ガスとしてＡｒガス２０ｓｃｃｍ（ｓｃｃｍ：ｓｔａｎｄａｒｄ  ｃｃ  ｐｅｒ  ｍｉｎｕｔｅの略であり、標準状態である０℃１気圧のｃｍ３単位に換算した１分間あたり供給するガス流量の単位）、反応性ガスとしてＮ２ガス２０ｓｃｃｍ、圧力０．０４Ｐａ、パワー７００Ｗ、時間２４０秒である。
【００８７】
Ｓｉ基板を搬出し、さらに同様の成膜を３００枚行い、Ｓｉ基板を搬出して処理を終了した。
【００８８】
次に、コンディショニング処理を行なった。Ａｒガス５０ｓｃｃｍ、圧力０．０４Ｐａとし、パワー１０００Ｗで放電開始させたのち、ターゲットシャッター１４を開け、基板シャッター１９は閉じたまま、２４００秒間のコンディショニング放電を行った。
【００８９】
なお、通常、コンディショニング時には基板（Ｓｉ基板）を基板ホルダー７に置かないが、本実施例では３００ｍｍのＳｉベア基板を基板ホルダー７の基板載置面に載置して放電を行った。
【００９０】
放電終了後、基板ホルダー７の上に載置しておいた３００ｍｍのＳｉベア基板を取り出し、全反射蛍光Ｘ線分析装置  ＴＸＲＦ：ｔｏｔａｌ-ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ Ｘ-ｒａｙ ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ（株式会社テクノス社製ＴＲＥＸ６３０IIIｘ）で基板端から２６〜３４ｍｍの部分の分析を行ったところ、検出されたＴｉの量は、検出限界以下であった。
【００９１】
（実施例２）
基板シャッターの形状が、実施例１と異なる場合の効果を調べるため、図５のように外周部の形状を変えた基板シャッター２５（変形例２）を用い、それ以外は実施例１と同じ成膜装置１と条件で実験を行った。実施例１の場合と同じ条件で実験したところ、検出されたＴｉの量は２×１０１０ａｔｍｓ／ｃｍ２であった。
【００９２】
（比較例）
比較のため、基板シャッター１９が基板周辺カバーリング２１と接触せず、なお且つ基板ホルダー７の基板周辺カバーリング２１と基板シャッター１９に突起がない装置で、それ以外は同じ条件でコンディショニング放電の実験を行った。この結果、基板の外周部には目視により確認できる程度のＴｉ膜が形成された。形成されたＴｉ膜が厚いため、ＴＸＲＦでは測定ができなかったので、ＴＥＭ（Transmission Electron Microscope）により断面を観察することで膜厚を測定したところ、膜厚はおよそ５ｎｍ程度であった。なおＴｉ膜５ｎｍの厚みは、Ｔｉの密度を４．５として計算した場合およそ３×１０１６ａｔｍｓ／ｃｍ２である。従って、基板シャッター１９と基板周辺カバーリグ２１が接触する実施例１や実施例２よりも、接触をしていない本比較例の場合、基板載置面へ廻り込むスパッタ粒子が、非常に多いことが確認された。
【００９３】
実施例１、２と比較例をまとめると、表１のような結果となる。尚、比較例のＴｉ量は、膜厚からの換算値を示している。
【００９４】
【表１】
0005480290.tif 000002
【００９５】
基板シャッター１９と基板周辺カバーリング２１とが接触している実施例１と２は、接触していない比較例よりもＴｉの量が顕著に少なかった。
【００９６】
以上、本発明の好ましい実施形態を添付図面の参照により説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、請求の範囲の記載から把握される技術的範囲において種々な形態に変更可能である。
【図１Ａ】
0005480290.tif 000003
【図１Ｂ】
0005480290.tif 000004
【図１Ｃ】
0005480290.tif 000005
【図１Ｄ】
0005480290.tif 000006
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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